科技报国红旗榜|印兴耀:二十年持续攻关识别复杂油气藏的“掌门人”

2021-12-29 16:16:14

2019年10月,由自然资源部编制的《中国矿产资源报告2019》发布,包括石油在内的矿产资源家底进一步被夯实,石油剩余技术可采储量增长0.9%,天然气增长4.9%;我国矿业科技创新能力进一步提高,围绕“新区、新层系、新领域、新类型”开展油气基础调查的工作卓有成效,而在其中,当然缺少不了作为石油人才基地和科研基地的中国石油大学(华东)的成果,2020年1月10日,地球科学与技术学院教授、博士生导师印兴耀就代表团队,凭借项目“多类型复杂油气藏叠前地震直接反演技术及基础软件工业化”领回了2019年国家科技进步二等奖的荣誉证书。

  欣喜之情在所难免,只有印兴耀及部分团队成员能够体会到20年历程的艰辛,诸多一线科研人员不懈努力,才换回了这项成果。

  突破瓶颈,解决世界难题

  近些年来,我国油气勘探开发逐渐向深层、深水、非常规等领域推进,油气藏类型呈现多样化、复杂化的趋势,对多类型复杂油气藏进行描述和油气识别成为业界研究的前沿和热点,同时也是世界性难题。印兴耀介绍说,难点在于其微观组构复杂,原有岩石物理模型难以阐明复杂储层地震响应特征;以均匀介质为基础的三参数反演间接计算方法,难以描述复杂储层的非均质特征;岩石骨架、孔隙及油气水的地震响应混叠,难以有效识别油气。

  从2000年开始,印兴耀带领科研团队着手攻克这一世界难题,却发现在其研究的道路上少有可以参考或者借鉴的文献或经验,摆在团队面前的困难,只能靠自己去摸索、尝试、总结。根据项目的规划,研究的内容主要围绕多类型复杂油气藏叠前地震反演描述和油气识别展开,经过无数次试验,团队最终提出了3大科技理论,揭示了复杂油气藏微观组构与宏观地震响应的物理机制,创建了多类型复杂油气藏岩心、测井、地震多尺度迭代岩石物理建模技术,建立了18组新的储层性质直接表征的地震反射特征方程,创建了多类型复杂储层叠前直接反演描述技术并研制了特有的工业化软件,超越了现有均匀介质间接计算的理论范畴。

  团队通过攻关,创新了基于新方程的非均质正反演理论,开辟了多类型复杂储层物性、流体及脆性等空变性质直接描述的新途径,反演精度与国际先进技术相比得到明显提高。团队创立了固液解耦地震油气识别理论,在广泛研究和试验的基础上,提出了岩石骨架、孔隙及油气水多相态模量解耦的表征理论,首创了岩石骨架、孔隙及油气水解耦的叠前地震识别技术,阐明了不同相态的地震响应模式,实现了油气识别由多相混叠到固液解耦的跨越,填补了国内外技术空白,实践表明:中深层致密砂岩、复杂碳酸盐岩等多类型储层油气识别符合率大幅度提高,使我国地震油气识别处于国际领先地位。

  团队成员克服了普通叠前地震反演预测中存在的岩石物理机制不清、反演精度不够、油气识别可靠性低等难题,在多类型复杂油气藏多尺度迭代岩石物理建模、叠前地震直接反演、固液解耦油气识别3项核心技术上取得原创性突破,攻克了技术瓶颈,研制了23个独有特有基础软件,并成功应用于国内外69个区块。

  应用区域覆盖了渤海湾、鄂尔多斯、四川、松辽、塔里木、准噶尔、柴达木、南海、东海、非洲、南美洲、大洋洲等盆地及地区,创建了多类型复杂储层微观主控因素定量分析技术,建立了致密砂岩、碳酸盐岩、页岩等16种岩石物理模型,涵盖了主要复杂油气藏类型,奠定了油气储层描述的理论基础。整体技术及基础软件在中石化、中海油及中石油等相关油田企业进行了工业化应用,取得了显著的效果。13项特色模块在国内主流商业化软件系统进行了集成转化,为新增储量的发现和采收率的提高提供了重要的技术支持,取得了显著的经济效益。

  近20年的连续攻关,获得了许多国际上首次且领先的科研成果,但更重要的是锻炼和培养了专业人才。面对未知的世界,不乏屡次失败,但团队成员从来没有气馁过,没有人想到过放弃,遇到问题一起讨论、各抒己见,总结经验,然后继续奋斗。近5年来,团队在国际地球物理勘探顶级会议SEG和EAGE发表论文161篇,成为全球知名的研究团队。

  革新手段,揭开神秘面纱

  印兴耀还带领着一个独特的实验室,名为储层地球物理实验室。该实验室于20世纪90年代初建立,旨在用地球物理勘探的手段,去揭开深埋在地下深处油气储层的神秘面纱,经过20余年的发展,实验室在地震岩石物理、叠前地震反演以及地震油气识别等3个领域均处于国际领先地位。

  实验室的科学研究领域主要体现在3个方面:在储层地球物理方面,以利用地震资料进行储层预测和油气识别的基础理论及应用研究为特色;在地震波传播理论方面,以复杂介质(弹性、粘弹性、各向异性、非均质性等)下地震波传播和地震勘探基础理论见长;在地球物理反演方面,大力开展地面地震、VSP、井间地震等多尺度地球物理资料叠前、叠后高分辨率反演理论与应用研究。实验室利用配置先进的科研硬件设施,与包含二维、三维处理系统、地震资料解释与反演系统在内的多套地震资料并行处理和解释软件相结合,建立了一套完整的岩石物理驱动下叠前地震反演与油气识别理论方法及技术体系,突破了油气储层地震预测的技术瓶颈。实验室研发的多项技术已在国内外20余家石油单位得到推广应用。

  实验室一直承担着多项国家重点科研项目,近几年来,相继完成了2项国家“973”计划课题、2项国家“863”计划子课题、9项国家油气重大专项子课题、6项中石化/中石油科技部计划项目以及几十项企事业横向课题,在7位教授博导的带领下,已经培养了博士、硕士研究生300多名。

  脚踏实地,服务油气勘探

  印兴耀从华东石油学院(今中国石油大学)毕业后留校任教,在母校的培养下不断成长,先后获得了硕士和博士学位。印兴耀从教38年以来,勤勤恳恳,一直坚守在教学一线,兢兢业业,做好人民教师的本职工作。在印兴耀看来,坚持为本科生上课这是一名高校教师的职责所在,在他10年的院长生涯中,对高等教育的深刻理解对其在高校的教学科研工作起到了积极的促进作用。通过多年的科研工作,印兴耀与油田一线接触频繁,理论和实践的结合更加坚定了其坚持科教融合、协同育人的信心。大学的主要任务是培养人,印兴耀也一直坚持将最新的科研成果融入到教学中,让本科生在教学过程中可以及时接触行业前沿技术,不断树立其信心,早日成长为对国家更有用的人才。

  正是这种孜孜以求,追求卓越的积极心态,使得印兴耀先后被评选为全国优秀教师、全国模范教师,并先后指导博士、硕士研究生100余名,博士后多人。

  同时,印兴耀也没有放松对科研工作的追求和探索,在科研战线持续奋战,其主持的国家自然基金联合基金重点项目“非常规油气富集机制与地球物理甜点识别”围绕非常规油气富集机制与地球物理甜点识别基础理论与方法,精细刻画了不同岩相储层的微-纳米孔隙特征,阐明了非常规油气富集机制及主控因素,建立了储层甜点分类分级地质评价体系和评价标准;构建了非常规油气储层岩石物理模型,量化了岩石物理参数与微-纳米孔隙、物性、流体等储层参数之间的关系;明确了非常规油气甜点波场特征及响应模式,创新了非常规油气储层地球物理反演方法。

  现在,印兴耀还在研发国家重大专项任务“页岩气储层微-纳米岩石物理机理及地球物理识别方法”,他将通过研究分析中国西南地区页岩气产区复杂的微观岩石物理机理,旨在建立起页岩气甜点识别及可改造性评价地球物理方法与技术,落脚点始终围绕研究区的油气勘探生产服务,通过基础攻关与应用研究的有机结合,为我国非常规油气勘探战略服务。

  对于团队的未来研究方向,印兴耀也是成竹在胸,早早进行了规划,团队的项目围绕五维地震数据解释理论与方法的探索与研究所展开,常规的三维地震已经难以支撑当下更复杂油气藏的勘探与油气识别,而宽方位三维地震所得到的五维地震数据的出现使得更复杂油气藏的精确刻画成为了可能。面对地震勘探领域的热点问题,团队率先在五维地震数据解释领域开展了大量的基础研究,力争早日取得突破。

  在采访中,印兴耀一直非常谦虚,他始终在强调,所谓成绩的取得,都是团队的力量,团队在“家国同心、艰苦奋斗、惟真惟实、追求卓越”的石大精神引领下,团结协作,攻坚克难,一直针对多类型复杂油气藏开展叠前地震反演方法研究与应用,因为互相信任、不懈坚持,才取得了今天的成绩。印兴耀表示,将继续带领团队戒骄戒躁,在科研道路上坚持“不忘初心、牢记使命”,为我国油气地球物理行业的发展做出更大的贡献,为保障国家能源安全尽一份绵薄之力。